平面二次包络蜗杆（蜗轮蜗杆）的加工

环面包络蜗杆，又称二次平面包络蜗杆，弧面包络蜗杆，直廓环面蜗杆等等。

对于这种蜗杆的加工，主要的采用的原理是：刀具在一定的圆上按照一定的轨迹运行，蜗杆在绕自心的轴线旋转，最后就加工成了一个成品的蜗杆。讲来十分的简单，但是，在实际的加工的工作中，由于由于其加工的特殊性，就十分容易的出现两大类问题：

1、环面蜗杆的检测问题

环面蜗杆的检验，可以用专用的环面蜗杆检查仪，或者专用是工装检具，能方便的检出齿形误差，周节误差等等数据。

2、环面蜗杆的加工问题

环面蜗杆在加工的工作中，十分容易的出现如下问题：

• 蜗杆的齿形的一边厚，一边薄；

• 蜗杆的齿形两边厚，中间薄；

• 蜗杆的齿形的两边薄，中间厚；

其实，以上的三种情况的出现，都是不正确的，这三种情况的蜗杆与蜗轮都不能正确的啮合，有时为了蜗轮蜗杆能进行基本“啮合”，不得不研合，跑和，少则几个小时，多则几天，等将蜗轮蜗杆跑合好后，蜗轮的响应的齿厚已经很薄了，并且，蜗杆的齿形与蜗轮的齿形已经不是原来设计的齿形了。

其实，这种跑合的代价是：

• 损伤了蜗轮的应有齿厚；

• 蜗轮与蜗杆的齿形的失真；

• 齿形的单边啮合，减少了蜗杆的承载能力；

• 蜗轮的齿形根部分出现了台阶，在安装的时候的中心难对正确。

它们的具体的啮合缺陷分析如下：

第一种情况的出现，必然导致蜗杆的实际形成中心的不重合，在正常的啮合中，只有靠近理论齿厚的部分齿形进行啮合。蜗杆的啮合位置偏向齿厚薄的一端，而齿厚后的一端就必然在啮合的齿形之外，至于能进行啮合的一端，也只限于齿厚合适的部分，齿厚薄的部分，齿形的两边都不接触，这时的蜗轮副的承载能力下降到n。n=总承载能力/参加啮合齿数，并且，参加啮合的齿形角有误差。即一侧有压力角的接触误差，并且，蜗轮副的间隙很快的就变大了。

第二种情况的出现，蜗杆的两边的齿形在经过长期的跑和后，蜗杆的两端的外侧齿形接触，两端的内测齿形不接触，中间的齿形也不接触。并且，中间的齿形永远的不能接触啮合。在工作中，蜗轮副的接触齿厚很快下降，承载能力只能达到设计能力的百分之五十左右。使用寿命也只能达到设计寿命的百分之三十到百分之五十。

第三种情况的出现，实际上也是蜗杆的左右齿形的形成圆心不一所致。这种情况的出现，对于蜗杆的使用寿命和承载能力的影响，与前面的基本一致。

环面蜗杆的加工方法论

总的加工方法中，如果蜗杆的要求精度不太高，蜗杆齿面的粗糙度Ra1.6~3.2的时候，可以直接用刀车制成品。如果齿面的粗糙度高于Ra1.6，则需要磨齿。当然这个与刀具的好坏有直接关系。

不过，一定要注意，在车削螺纹的过程中，一定要掌握好质量和精度，千万不要出现上面的三种状况。过去，有很多的操作者，或者技术人员都认为，环面蜗杆加工的成品，就应该是中间的齿厚是标准的齿厚，两端的齿厚应该是薄的，如上面的的三种情况。事实上这是不对的，正常的环面蜗杆，所有的齿厚都是统一的，不会出现不一致的情况。否则，这个蜗杆就不是合格的蜗杆。

在蜗杆的加工过程中，质量的控制是十分重要的。这个过程主要是通过相应的样板来测量其工序误差的，这样，工人能及时的发现问题，及时作出调整及时的纠正。

环面蜗轮的生产加工

这里主要讲的是蜗轮的制齿工艺。现在比较流行的工艺有两种。

• 使用相应的飞刀加工蜗轮轮齿

• 使用二次平面包络蜗轮滚刀滚齿

众所周知，蜗轮副的寿命，承载能力，噪音，发热等等问题，均来自蜗轮副的运行情况。而蜗轮副的运行的好坏，由主要的取决于蜗轮蜗杆的各自的自身精度。除了上面列举的蜗杆的精度外，就是蜗轮自身的精度-----蜗轮的轮齿精度，恒等于刀具的精度。

刀具，从蜗轮的飞刀讲起。飞刀，单刀也。有两种使用方式：

• 在滚齿机上，像滚蜗轮一样滚齿，但是需要带有轴向走刀的刀架才行。 

• 在铣床上，使用分度头分度分度加工。

由于二次平面包络蜗杆的特殊啮合性，第一种的飞刀加工出的蜗轮的精度比较好，这是从车削原理上来说的，但是有下面的几种缺憾：

• 滚齿的效率极低，每个刀齿需要轴向运行的飞刀重回到第一个刀齿的开始的位置，然后在切下一个轮齿。 

• 正是由于这种蜗轮副的特殊性。不容易保证蜗轮轮齿的齿形角的误差和位置。换一句话说，这种刀具加工的齿轮的分度精度有保证，但是其齿形的压力角不容易保证误差，也不好进行测量齿轮轮齿的齿形角误差。 

• 需要带有轴向走刀的滚齿机，现在的这种滚齿机尚未普及，给使用带来了一定的困难。 

• 正是由于的二项的误差所致，蜗轮副可能导致对角啮合，因此，蜗轮副的承载能力有所下降，只能达到设计精度的百分之七十左右。并且，蜗轮副的组装精度差，位置不好，啮合的间隙大等等因素的出现，相应蜗轮副的寿命只能达到设计寿命的百分之七十左右。需要与配套的蜗杆跑合后才能使用。蜗轮蜗杆不能互换使用。

使用铣床加工出的蜗轮，有如下优点：

• 节约刀具的费用。 

• 不用专用的设备。

其缺点是不言而喻的：

• 蜗轮轮齿的分度误差很大。 

• 蜗轮齿形角的精度无法保证。 

• 蜗轮轮齿的螺旋角误差太大。

综上所述，这种蜗轮副的承载能力一般的是设计能力的百分之四十到百分之五十。由于等分的精度太差，蜗轮副的使用寿命为设计能力的百分之五十五，噪音曾大，安装的位置度不能保证，啮合间隙无法保证，需要与蜗杆跑和才能使用蜗轮蜗杆不能互换等等。

使用平面二次包络蜗轮滚刀加工蜗轮。使用的方法与加工普通蜗轮的调整机床一样，可以按照刀具的使用说明书的指导，十分方便的加工出标准蜗轮来，蜗轮容易测定(刀具生产厂提供在线的检测样板和测试方法)，蜗轮的分度精度好精度，齿形角的精度有保证，加工效率与一般的蜗轮加工基本一致。与蜗杆的配合精度高，互换性好，可以分别加工，各自控制精度，不用跑和，直接装配。

装配的间隙小，蜗轮副的承载能力在未磨合前就可以达到设计能力的百分之八十五以上。使用寿命可以达到设计能力的百分之九十五。使用的工作热小，噪音少等等。